公路劣质边坡修复用“植被袋”内填充基质理化性能的研究

1、公路劣质边坡修复用“植被袋”内填充基质理化性能的研究第32卷第2期2010年O6月延边大学农学JournalofAgriculturalScienceYanbianUniversityVo1.32No.2Jun.2O10公路劣质边坡修复用"植被袋"内填充基质理化性能的研究周燕,樊磊,吕贤德.(1.延边大学农学院,吉林龙井133400;2.图们市林业局,吉林图们133100)摘要:通过对不同时期"植被袋"中填充基质的理化性能测定分析,确定"植被袋"有较好的保水性,保温性及保肥性.能适应公路劣质边坡的恶劣环境,能达到生态防护的效果.关键词

2、:植被袋;填充基质;保水性;保温性;保肥性中图分类号:$714.7文献标识码:A文章编号:1DO47999(2010)02-0143-04近年来,随着对公路的高强度开发,公路两旁的生态环境遭到了不同程度的破坏,尤其是因开发公路形成的陡峭劣质边坡,这种影响就更为严重1.仅靠自然的力量来自行恢复原有的生态环境,可能性小且需要很长时间2.所以,如何快速恢复和重建受破坏边坡的生态环境显得十分迫切.填充基质是植物赖以生存的物质基础,是保证植物正常生长发育的先决条件3.4,"植被袋"内填充基质的组成及其性能是"植被袋"技术能否达到设计效果的关键因素之一.因此,文章从

3、"植被袋"内填充基质的理化性能人手进行分析研究,旨在为公路劣质边坡修复用"植被袋"生态防护技术整体研究奠定基础,从而获得一种新型,快速,经济有效的公路劣质边坡生态防护技术.1材料与方法1.1材料使用单腔和双腔"植被袋"盛装基质,D一代表单腔植被袋,S一双腔植被袋5.根据"植被袋"的设计要求,选用草炭与蛭石作为"植被袋"填充基质,以2:1的比例配制,并在其中加入大量元素缓释肥料和消毒剂,这也是国内外大多采用的一种基质配比6.1.2方法"植被袋"技术与一般种植技术最大的区别在于基

4、质表面有一层纤维棉网和编织网的覆盖.通过测定单腔植被袋(D)和双腔植被袋(S)内填充基质的水分,温度和肥力等理化性能,并与无覆盖基质的理化性能进行对比分析,以证明"植被袋"具有保水,保温和保肥的功能.1)保水性测定方法在无降水补充和有降水补充情况下,分2次测量填充基质的含水量(土壤含水量一取样基质质量/基质干质量).每次取样3个,测定结果取平均值.2)保温性测定方法在晴天和阴天用温度计分2次测量植被袋内外的日温度变化,从5:0021:O0,每2h测量1次,共测9次,每次取样3个,测定结果取平均值.3)保肥性测定方法植物生长前,植物生长1个月后和植物生长2个月后,分3次测量填

5、充基质的容重,PH值,全氮,全磷,全钾和有机质含量.收稿日期:20100301作者简介:周燕(1982一),女,吉林吉林人,延边大学农学院森林科学系助教144延边大学农学第32卷2结果与分析2.1植被袋的保水性分析2.1.1无降水补充时植被袋填充基质的含水量变化2007年5月7日到5月17,日,天气状况晴好,无降水过程,5月7日进行1次人工灌水后,每隔2d测1次不同情况下基质的含水量,取样时间均为下午3点.由图1可知,无覆盖基质的含水量随时间变化比其他2种基质显着,在10d的时间,含水量从117.5降到57.3%,下降了总含水量的51.23%.D和S的基质含水量变化趋势相似,D的基质含水量从1

6、12.2降到80.89,6,S的基质含水量从113.4降到78.9,分别下降了总含水量的27.99和3O.42,且含水量变化日趋缓慢.其中D的含水量变化略小于s的含水量变化.这主要是因为"植被袋"的结构为填充基质表面提供了一层纤维棉网和编织网,能有效的减少基质中的水分蒸发,使绝大部分水分被植物生长所利用,起到保水作用,提高水分的利用率.*如测试时间/h图1无降水补充时植被袋填充基质的含水量变化Fig.1Thechangesofsubstrateswatercontentwithouttheprecipitation蚓妥缸24487296l2O测试时间/h图2有降水补充时植被

7、袋填充基质的含水量变化Fig.2Thechangesofsubstrate'swatercontentwiththeprecipitation2.1_2有降水补充时植被袋填充基质的含水量变化2007年7月31日8月5日,有1次明显的连续性降雨过程,其中8月1El和8月3日有2次明显降雨,其它时间为间歇性小雨,试验每隔1d测1次不同情况下基质的含水量,取样时间为下午3点.由图2可知,无覆盖基质的含水量随时间变化比其它2种基质显着,含水量随降雨强度波动较大,在8月1日和8月3日有明显降雨的2d,基质含水量出现了2个明显的高峰,123.5和126.39/6,强降雨过后,基质含水量下降明显.D

8、和S的基质含水量变化趋势相似,D和S的基质含水量在第1天,经过强降雨后,迅速上升,分别上升25.6和3O.1,趋近于饱和,饱和后基质含水量变化不显着,受降雨影响小,且在降雨停止后(8月4日)D和s的基质含水量下降较无覆盖基质明显缓慢.这说明"植被袋"表面的纤维棉网和编织网在起到保水作用的同时,又不影响降水正常渗入,保持了"植被袋"内的水分平衡.2.2植被袋的保温性分析2.2.1晴天时植被袋内外的温度变化研究由图3可知,4条温度曲线随一天的天气变化,趋势大致相同,又略有差异.3种基质的温度一直高于外界气温的温度.2007年9月25日全天的最大气温差l1.1

9、,无覆盖基质的全天温差13.2,单腔植被袋内基质的全天温差1O.7,双腔植被袋内基质的全天温差11.0.C.3种不同基质,在上午9:00之前,无覆盖基质的温度低于单腔植被袋和双腔植被袋基质的温度,9:OO一1l:OO,随着外界温度的升高,无覆盖基质的温度上升较快,同单腔植被袋和双腔植被袋基质的温度曲线连成一体,而在11:OO一17:OO,无覆盖基质由于直接受到阳光辐射,其温度明显高于单腔植被袋和双腔植被袋基质的温度,在17:.0以后,无覆盖基质的温,.;:;:;,一加m舯第2期周燕,等:公路劣质边坡修复用"植被袋"内填充基质理化性能的研究145度又降到单腔植被袋和双腔植被袋

10、基质温度以下,单腔植被袋和双腔植被袋基质的温度曲线差异较小,几乎重叠.3O2826芝2422誉2018l6+D/271卜S/C26一1卜无覆盖基质/2505:GO07:O0O9:O0ll:O013:0015:0017:0019:0021:00测试时间:2007年9月2j日图3晴天肘植被袋内外的日温度变化图Fig.3Thechangesofthedailytemperatureinsideandoutsidethevegetationbagwhencloudlessday05:0007:0009:00ll:0013:0015:0017:0019:002I:00测试时间:2007年9月16日图4阴

11、天时植被袋内外的日温度变化Fig.4Thechangesofthedailytemperatureinsideandoutsidethevegetationbagwhencloudyday2.2.2阴天时植被袋内外的温度变化研究由图4可知,4条温度曲线随一天的天气变化,趋势大致相同,又略有差异.单腔植被袋和双腔植被袋内基质的温度一直高于外界气温的温度.无覆盖基质的温度在上午9:00之前低于外界气温的温度,9:00以后一直高于外界气温的温度.2007年9月16日全天的最大气温差5.7,无覆盖基质的全天温差5.0,单腔植被袋内基质的全天温差3.7,双腔植被袋内基质的全天温差4.1.3种不同基质中,

12、无覆盖基质的温度一直低于D和S基质的温度,单腔植被袋和双腔植被袋基质的温度曲线差异较小,几乎重叠.2.3植被袋的保肥性分析填充基质的肥力是指基质中各个营养成分的变化,其中最主要的是氮,磷,钾和有机质含量.通过对填充基质在植物生长前后理化性质的对比分析,可以说明植被袋对填充基质的保肥作用.表1填充基质在植物生长前后的理化性质分析Table1Analysisofsubstratsphysicsandchemistryqualitybeforeandafterplantgrowth基质(g容/c重m3)pH值含量/%全氮(N)全磷(P)全钾(K)有机质植物生长前植物生长1个月后植物生长2个月后O.2

13、6D0.3OSO.28无覆盖基质0.29D0.3OSO.29无覆盖基质0.306.276.236.356.296.376.336.34O.811O.694O.715O.5790.707O.7130.428O.2311.17O.21OO.217O.199O.1980.204O.1871.211.131.O31.2O1.13O.9737.337.O36.232.736.535.328.9由表1可知,单腔植被袋(D)和双腔植被袋(S)内填充基质的物理性质在植物生长前后变化很小,从植物生长前到植物生长2个月后的3个阶段中,填充基质的容重和PH值均保持在同一水平,具有一定的物理稳定性.其次,单腔植被袋(

14、D)和双腔植被袋(s)内填充基质的化学性质变化也不大,虽然全氮(N),全磷(P),有机质的百分含量均有下降的趋势,但下降缓慢,同时填充基质全钾(K)的百分含量始终保持在同一水平.而无覆盖基质的物理性质在试验前后虽变化不大,但其各项化学指标都下降明显,可见,单腔植被袋(D)和双腔植被袋(S)的保肥性要明显好于无覆盖基质的保肥性.遐温气一146延边大学农学第32卷3讨论与结论1)单腔植被袋(D)和双腔植被袋(S)都具有一定的保水性,在无降水补充的情况下,2种"植被袋"内填充基质含水量下降较慢,具有保水作用.在有降水补充的情况下,2种"植被袋"内的填充基质能和

15、无覆盖基质一样,迅速吸水至饱和,且饱和后含水量变化平稳,波动小,很适合在干旱少雨的地区使用.2)单腔植被袋(D)和双腔植被袋(S)都具有一定的保温性,"植被袋"所具有的纤维棉网和编织网可直接阻碍一部分太阳短波辐射进入土壤,又可以通过它的空隙完成土壤和空气之间的温度传导,能有效防止植物根系周围的基质温度受外界天气情况的影响,有利于"植被袋"内植物的正常生长.3)单腔植被袋(D)和双腔植被袋(S)都具有一定的保肥能力,其所具有纤维棉网和编织网还可以防止它所覆盖的基质受风雨的侵蚀,减少土壤肥力的流失,能够长期为植物生长提供较高的营养水平,适用于护坡养护管理水平

16、差的地段.4)单腔植被袋(D)和双腔植被袋(S)在保水性,保温性和保肥性方面无显着差异,在应用时可根据具体情况,因地制宜,采用不同的"植被袋"方法.参考文献:1-1张荣收,陈训,李云侠,等.石漠化地区陡岩地带快速绿化技术研究J.贵州林业科技,2004,32(3):3842.I-2符启仕.高速公路边坡生态防护研究口.中国水运,2008(1):149150.3谷林林,李永生,姚延.无土栽培基质的研究进展J.山西林业科技,2008,12(4):31-33.1-4王莉,潘志清.不同基质的侧柏容器育苗效果分析J.东北林业大学,1995,23(4):5660.5樊磊,李熙英,周燕.公路

17、劣质边坡修复用"植被袋"结构性能的研究J.延边大学农学,2009,31(4):275279.6张俊云,周德培,李绍才.岩石边坡生态种植基试验研究J.岩石力学与工程,2001,20(24):239242.7张俊云,李绍才,周德培.岩石边坡植被护坡技术(2)厚层基材的组成及特性J.路基工程,2000(5):45-48.8HamasunaJ,MakiH.Methodofvegetationinslopeprotectionarea.Japan,JPlOO6O9OOP.19980303.9TannoKMethodofvegetationplantingconstructionofm

18、ortar-sprayingtreatingslope-face:Japan,JP9O2563P.1997一l2.1,10章恒江,章梦涛.岩质坡面喷混快速绿化新技术I-J.国外公路,2000,20(5):3O一32.Researchonthefillsubstrateandqualityof''vegetationbag''forpoorhighwayside-sloperepairZHOUYan,FANLei,LVXiande(1.AgriculturalCollegeofYanbianUniversity,LongJingJilin133400,China;2.ForestryBureauofTureen,TureenJilin133100,China)Abstract:Studiedonthephysicsandchemistrycapabilityofdifferentperiodfillsubstrateof"vegetationbag".Determinedthe"v